midas建桩模
MIDAS桥梁计算中桩基模拟方法的探讨
MIDAS桥梁计算中桩基模拟方法的探讨
-土动力相互作用是较为复杂的问题之一。
各国学者和桥梁设计人员针对桩土作用提出了不同的计算及模拟方法（K法、C值法等），现阶段广为设计人员接受和采用的计算方法为m法；基本原理是将桩作为弹性地基梁进行考虑计算。
本文针对midas计算中桩基础模拟的不同考虑方式进行论述，分析得出不同模拟方式对上部结构计算带来的影响，以对今后桥梁计算有所帮助。
关键词：桩土作用；m法；桩基础模拟
桥梁结构空间建模计算中，桩基结构的模拟方式会很大程度的影响承台底的约束刚度。
承台底约束刚度数值的变化将导致桥梁上部结构同种工况下内力和位移数值有差异。
尤其在现阶段对地震工况下对桥梁的设计，墩顶地震水平力数值对其更为敏感。
本文通过对3x30等截面现浇箱梁地震工况下的midas抗震分析；一种方法通过桩土弹簧对桩体进行模拟，另一种通过桥易软件算出桩顶刚度施加到midas模型中墩底约束。
通过两种方法计算墩顶水平力结果的对比研究，给出在桥梁设计中结构计算的建议。
1 midas模型模拟土弹簧结构计算
工程概况：3x30m等截面现浇箱梁，桥宽13.0m，墩柱采用花瓶墩，支座采用铅芯隔震橡胶支座，中墩桩基础为4颗1.5m直径混凝土灌注桩。
桥梁结构midas模型如图1。
桥梁全桥模型采用梁单元进行建模，主梁与墩柱的连接采用模型中。
midas Civil钢板桩围堰——建模要求
midas Civil钢板桩围堰——建模要求建模前计算项目：1.参照《建筑基坑支护技术规程》（JGJ120-2012）计算工况下水土压力，按照水土合算考虑；2.参照《公路桥涵地基与基础设计规范》（JTG D63-2007）附录P计算土弹簧刚度k；3.荷载分析考虑：结构自重、水（土）压力、静水压力、水流力、波浪力和风荷载。
建模细部模拟方法：1.钢板桩、围囹和内支撑均采用梁单元模拟；2.钢板桩底部铰结；3.被动土压力采用只受压土弹簧模拟；4.围囹与钢板桩间采用只受压弹簧模拟；5.牛腿支撑与围囹间共节点处理，在牛腿处约束围囹竖向位移模拟牛腿对围囹的支撑作用。
6.内支撑连接节点可采用壳单元模拟，对与围囹连接端内撑杆一端固结约束，另一端施加竖向约束，其余杆件各端施加模型中的荷载。
模型计算输出结果项目：1.钢板桩组合应力、围囹组合应力和剪应力、内支撑轴应力和弯曲应力。
荷载组合形式可以考虑两种：标准组合=∑恒载+∑活载；基本组合=1.2∑恒载+1.4∑活载。
标准组合计算结果用来评价刚度指标，基本组合计算结果用来评价结构强度指标。
基本组合下用钢板桩组合应力检验钢板桩强度；标准组合下钢板桩位移验算其刚度；基本组合下围囹组合应力和剪应力、内支撑轴应力和弯曲应力验算支撑体系强度；2.利用midas Civil细部分析功能在基本组合下对支撑杆件连接节点进行强度计算；3.封底混凝土应力计算。
边界条件为护铜中间固结，与周围封底采用刚性连接。
人工验算项目：1.支撑杆件稳定行验算；2.封底混凝土厚度的计算、封底混凝土握裹力的计算；3.基坑抗隆起稳定性验算；4.钢板桩嵌固稳定性验算。
围堰桩土模拟midas建模实例
围堰桩土模拟midas建模实例前言Midas是一款应用广泛的土木工程建模和分析软件，它的强大功能吸引了越来越多的专业人员使用。
本文将介绍如何使用Midas建模围堰桩土的模拟，并给出一些相关的实例说明，希望能对Midas初学者有所帮助。
Midas简介Midas是一款功能强大的土木工程建模和分析软件，可用于建立复杂的非线性有限元模型。
它支持静力和动力分析，包括土动力学、地震响应、高速列车、桥梁、港口等应用。
Midas拥有良好的用户界面和友好的操作方式，使得使用起来非常方便。
建模步骤本文将以围堰桩土为例，介绍如何使用Midas进行建模模拟。
1.建立模型在Midas中新建一个工程，选择3D空间模型，建立围堰桩土模型。
2.设定材料属性在Midas中，可以自定义模型材料的力学性质，例如弹性模量、泊松比、岩土摩擦角等等。
为围堰桩土模型设定相应的材料属性，以便进行后续的模拟分析。
3.设定荷载在进行实际的分析模拟之前，需要设定荷载。
针对围堰桩土模型，通常需要考虑水压、土压、重载等因素，这些荷载的大小和分布对于模拟分析结果至关重要。
4.设定边界条件对于模型的边界条件也需要进行设定，例如固结位移、阻力边界等。
边界条件的设定将直接影响到分析结果的准确性和可靠性。
5.进行分析模拟在Midas中，可以进行多种形式的分析模拟，例如线性分析、非线性分析等。
利用已有的模型参数，进行分析模拟并得出分析结果。
实例说明下面我们将通过两个实例来说明使用Midas进行围堰桩土模拟的方法。
实例1：围堰土桩分析模拟在本例中，我们需要分析围堰土桩破坏的过程。
首先，我们需要按照上述步骤建立模型，并设置荷载、材料属性和边界条件。
然后进行非线性数值模拟，得出结论：围堰土桩稳定性较差，容易在较小的荷载作用下失稳。
实例2：围堰防渗性能分析模拟这个实例中，我们需要分析围堰的防渗性能。
首先，我们需要按照上述步骤建立模型，并设置荷载、材料属性和边界条件。
然后进行水力数值模拟，得出结论：围堰的防渗性能比较好，可以有效防止水的渗透。
midas进行桩土模拟
一般来说承台位置桩基的模拟有以下几种方法。
1.不模拟桩时：A．将承台上桩位置视为固定（一般用于扩大基础、沉井基础、锚定等）方法：一般支撑全部固结B．将承台上桩位置视为弹性支承（最普遍的做法）方法：墩底作用六个方向的弹簧等代群桩的作用，这六个弹簧刚度是竖向刚度、顺桥向刚度、横桥向刚度的抗推刚度、绕竖轴的抗扭刚度和绕两个水平轴的抗弯刚度，它们的计算方法与静力法相同，只是考虑到瞬间荷载作用下的抗力比持续荷载作用的大，一般取2.模拟桩时A．端承桩，不考虑桩土共同作用，将桩下端固结。
方法：在桩底全部固结b.端承桩，考虑土对桩的侧向约束，将桩下端固结，桩身隔一段间距布置侧向约束仅受压弹性支承。
c.摩擦桩，考虑土对桩的侧向和竖向约束，桩身隔一段间距布置两个方向的仅受压弹性支承。
方法：用三维梁单元模拟实际的桩基础，用土弹簧单元模拟桩周围土抗力的影响，地震波从桩端或者土弹簧输入。
土弹簧模拟：选择模型>边界条件>面弹性支撑，支撑类型选择节点弹性支撑，单元类型选择梁单元，然后在下面输入三个方向土的基床系数即可，或者三个方向取同样的刚度也可以，基床系数在地质勘探报告或土力学书上查。
单独模拟桩基是可行的，有相关书籍介绍，可把桩基上部视为铰接、抗固、弹性支承等几种方式。
问题：1.要求加上桩土共同作用。
在midas中，用梁单元建桩，然后用弹性支撑模拟桩土共同作用（水平方向），用的是m法。
竖向就在桩端固结了（是嵌岩桩）。
承台用板单元建，将群桩桩顶与承台共同作用（共同节点）。
再往上就是桥墩，用梁单元。
“对桩土联合更加重要的应该是桩底竖向摩阻”。
桩底向摩阻是如何考虑的？是用单元吗？做水平方向的时候用m法，由m值可以方便的得到弹簧的劲度系数。
而竖向用什么参数来模拟弹簧的劲度系数？2．用空间杆系核平面杆系的结果相差应该还是比较大的吧。
3．群桩，我想用如下方法来做：把群桩的等效面积和等效刚度算出（其中等效刚度和面积确定时采用等效宽度b1）不知道行不行。
用MIDAS模拟桩土相互作用
用MIDAS模拟桩-土相互作用（“m法”确定土弹簧刚度）迈达斯技术2009年05月1、引言土与结构相互作用的研究已有近60～70年的历史，待别是近30年来，计算机技术的发展为其提供了有力的分析手段。
桩基础是土建工程中广泛采用的基础形式之一，许多建于软土地基上的大型桥梁结构往往都采用桩基础，桩-土动力相互作用又是土-结构相互作用问题中较复杂的课题之一。
至今已有不少关于桩基动力特性的研究报告，国外研究人员也提出了许多不同的桩-土动力相互作用计算方法。
从研究成果的归类来看，理论上主要有离散理论和连续理论及两者的结合，解决的方法一般有集中质量法、有限元法、边界元法和波动场法。
60～70年代，美国学者J.penzien等在解决泥沼地上大桥动力分析时提出了集中质量法，目前已在国外得到了广泛的应用。
集中质量法将桥梁上部结构多质点体系和桩一土体系的质量联合作为一个整体，来建立整体耦联的地震振动微分方程组进行求解。
该模型假定桩侧土是Winkler连续介质。
以半空间的Mindlin静力基本解为基础，将桩-土体系的质量按一定的厚度简化并集中为一系列质点，离散成一理想化的参数系统。
并用弹簧和阻尼器模拟土介质的动力性质，形成一个包括地下部分的多质点体系。
土弹簧刚度的确定，除考虑使用较为精确的有限元或边界元方法外，较为简便的方法是采用Penzien模型中提供的土弹簧计算方法或参照现行规中土弹簧的计算方法。
我国公路桥涵地基与基础设计规(JTG D63-2007)用的“m法”计算方法和参数选取方面比Penzien的方法要简单和方便，且为国广大工程师所熟.“m法”的基本原理是将桩作为弹性地基梁，按Winkler假定（梁身任一点的土抗力和该点的位移成正比）求解。
但是，由于桩-土相互作用的实验数据不足，土的物性取值有时亦缺乏合理性，在确定土弹簧的刚度时，仍有不少问题未能很好解决。
特别是，“m法”中m的取值对弹簧刚度的计算结果影响很大，且不能反映地震波的频率特性和强度带来的影响。
用MIDAS模拟桩土相互作用
1 用MIDAS模拟桩-土相互作用（“m法”确定土弹簧刚度）北京迈达斯技术有限公司2009年05月1、引言土与结构相互作用的研究已有近60～70年的历史，待别是近30年来，计算机技术的发展为其提供了有力的分析手段。
桩基础是土建工程中广泛采用的基础形式之一，许多建于软土地基上的大型桥梁结构往往都采用桩基础，桩-土动力相互作用又是土-结构相互作用问题中较复杂的课题之一。
至今已有不少关于桩基动力特性的研究报告，国内外研究人员也提出了许多不同的桩-土动力相互作用计算方法。
从研究成果的归类来看，理论上主要有离散理论和连续理论及两者的结合，解决的方法一般有集中质量法、有限元法、边界元法和波动场法。
60～70年代，美国学者J.penzien等在解决泥沼地上大桥动力分析时提出了集中质量法，目前已在国内外得到了广泛的应用。
集中质量法将桥梁上部结构多质点体系和桩一土体系的质量联合作为一个整体，来建立整体耦联的地震振动微分方程组进行求解。
该模型假定桩侧土是Winkler连续介质。
以半空间的Mindlin静力基本解为基础，将桩-土体系的质量按一定的厚度简化并集中为一系列质点，离散成一理想化的参数系统。
并用弹簧和阻尼器模拟土介质的动力性质，形成一个包括地下部分的多质点体系。
2 土弹簧刚度的确定，除考虑使用较为精确的有限元或边界元方法外，较为简便的方法是采用Penzien模型中提供的土弹簧计算方法或参照现行规范中土弹簧的计算方法。
我国公路桥涵地基与基础设计规范(JTG D63-2007)用的“m法”计算方法和参数选取方面比Penzien 的方法要简单和方便，且为国内广大工程师所熟.“m法”的基本原理是将桩作为弹性地基梁，按Winkler假定（梁身任一点的土抗力和该点的位移成正比）求解。
但是，由于桩-土相互作用的实验数据不足，土的物性取值有时亦缺乏合理性，在确定土弹簧的刚度时，仍有不少问题未能很好解决。
特别是，“m法”中m的取值对弹簧刚度的计算结果影响很大，且不能反映地震波的频率特性和强度带来的影响。
用MIDAS模拟桩土相互作用
用MIDAS模拟桩-土相互作用（“m法”确定土弹簧刚度）北京迈达斯技术有限公司2009年05月1、引言土与结构相互作用的研究已有近60～70年的历史，待别是近30年来，计算机技术的发展为其提供了有力的分析手段。
桩基础是土建工程中广泛采用的基础形式之一，许多建于软土地基上的大型桥梁结构往往都采用桩基础，桩-土动力相互作用又是土-结构相互作用问题中较复杂的课题之一。
至今已有不少关于桩基动力特性的研究报告，国内外研究人员也提出了许多不同的桩-土动力相互作用计算方法。
从研究成果的归类来看，理论上主要有离散理论和连续理论及两者的结合，解决的方法一般有集中质量法、有限元法、边界元法和波动场法。
60～70年代，美国学者J.penzien等在解决泥沼地上大桥动力分析时提出了集中质量法，目前已在国内外得到了广泛的应用。
集中质量法将桥梁上部结构多质点体系和桩一土体系的质量联合作为一个整体，来建立整体耦联的地震振动微分方程组进行求解。
该模型假定桩侧土是Winkler连续介质。
以半空间的Mindlin静力基本解为基础，将桩-土体系的质量按一定的厚度简化并集中为一系列质点，离散成一理想化的参数系统。
并用弹簧和阻尼器模拟土介质的动力性质，形成一个包括地下部分的多质点体系。
土弹簧刚度的确定，除考虑使用较为精确的有限元或边界元方法外，较为简便的方法是采用Penzien模型中提供的土弹簧计算方法或参照现行规范中土弹簧的计算方法。
我国公路桥涵地基与基础设计规范(JTG D63-2007)用的“m法”计算方法和参数选取方面比Penzien 的方法要简单和方便，且为国内广大工程师所熟.“m法”的基本原理是将桩作为弹性地基梁，按Winkler假定（梁身任一点的土抗力和该点的位移成正比）求解。
但是，由于桩-土相互作用的实验数据不足，土的物性取值有时亦缺乏合理性，在确定土弹簧的刚度时，仍有不少问题未能很好解决。
特别是，“m法”中m的取值对弹簧刚度的计算结果影响很大，且不能反映地震波的频率特性和强度带来的影响。
midas现浇段满堂支架建模示例超全
满堂支架计算模拟（仅作算例使用）模型简化本例所模拟满堂支架是由钢管、木枋等截面组成。
最终模型如图1单元类型：本例模板应用板单元模拟，混凝土垫层应用8节点实体单元模拟，其他构件均采用梁单元来模拟。
荷载分布：主要荷载类型有：自重荷载（系数-1），腹板荷载，底板荷载，翼缘板荷载，可变荷载，均使用压力荷载来模拟。
图1 最终模型图边界条件：支架混凝土下部采用一般支撑模拟，限制节点空间6个自由度（Dx,Dy,Dz，Rx，Ry，Rz）模拟固定端,立杆横撑两端释放梁段铰约束模拟铰接，立杆顶部节点与与木枋之间的连接应用较大刚度的只受压弹性连接（刚度106kN/m），另外施加（Dx，Dy）的水平约束以及（Rx，Ry，Rz）的转动约束，以防止运算产生奇异，顶面板单元各节点和下层木枋节点之间用弹性连接中的一般连接模拟（刚度都取106kN/m）。
模型建立l设定操作环境1. 首先建立新项目(新项目)，以‘满堂支架计算.mcb’为名保存(保存)。
文件/文件 / 保存2. 单位体系1)在新项目选择工具>单位体系2)长度选择‘m’, 力(质量) 选择‘kN’3)点击l定义材料使用Civil数据库中内含的材料来定义材料。
1)点击模型，材料和载面特性2)点击材料（图2）3)点击4)确认一般的材料号为‘1’（参考图3)5)在类型栏中选择‘钢材’6)在钢材的规范栏中选择‘GB03(S)’7)在数据库中选择‘Q235’8)点击图2 图3使用同样的方法建立混凝土材料和木枋材料，相应的材料属性如下图4、图5所示图4 混凝土材料属性图5 木枋属性l定义截面1)模型 / 材料和截面特性 / 截面/添加2)数据库/用户3)截面形状>管形截面4)选定用户5)截面名称>钢管偏心>中心点适用，并用同样的方法建立其他截面形式（图6、图7）。
图6 钢管截面图7 木枋截面l输入节点和单元1）鼠标右键选择节点>建立节点，坐标（0,0,0）2）鼠标右键选择节点>复制和移动>框选刚建立的节点1,方向为z向，间距（0.3,11@1.2,0.3）截面窗口如下图8所示图8 复制节点13）鼠标右键选择单元>建立（选择刚建立的最下到最上部节点建立单元）单元设置窗口如下图9所示。
Midas GeoX基坑培训教材-双排桩支护设计分析操作教程
e o Xmidas GeoX-基坑培训教材（双排桩支护设计）e o X目录01.学习目标02.概要1.工程算例概况2.基坑支护方案概要3.模型算例构成03.建立模型1.项目基本信息设置2.土层信息定义3.支挡结构信息定义4.支锚信息定义5.附加荷载定义04.施工阶段定义1.定义初始水位信息2.生成各施工阶段信息05.运行结构分析1.执行分析运算2.查看分析结果06.运行结构设计1.设计选项2.沉降参数3.设计与查看计算结果07.生成计算书1.生成计算书2.查看计算书结果与保存双排桩支护方案分析设计e o X01.学习目标设置项目基本信息建模环境配置建立模型定义施工阶段运行分析STEP 01STEP 02STEP 03STEP 04STEP 05STEP 06设置设计选项查看结果和输出计算书STEP 07[midas GeoX 的作业流程]在本例题里，基坑支护采用双排桩支护方案，依据《建筑基坑支护技术规程》JGJ120-2012。
为了理解和正确的使用midas GeoX 的程序作业流程的各基本功能，进行基坑支护方案的设计。
利用midas GeoX 计算和分析，熟练结果分析的方法和生成计算书。
在使用桩锚支护的基坑工程计算分析中，midas GeoX 的作业流程如下：e o X某基坑开挖深度为5.8m ，采用双排桩支护结构，前排桩嵌入深度为6.2m ，后排桩嵌入深度为6.2m ，双排桩排距为3m 。
前排桩采用圆形灌注桩，直径0.8m ，混凝土材料等级为C30，桩间距为1m ；后排桩采用圆形灌注桩，直径0.8m ，混凝土材料等级为C30，桩间距为1m ；连梁宽为0.8m ，高为0.5m ，材料等级为C30；冠梁高0.5m ，宽0.8m ，水平刚度系数取值为0.001KN/m 。
一级放坡，直立坡，坡高0.4m 。
基坑安全等级：二级参考规范：《建筑基坑支护技术规程》JGJ120－2012分析方法：弹性支点法水位条件：基坑外侧水位深1.5m ，外围设搅拌桩止水，内侧降水最终深度为15.0m 。
用MIDAS模拟桩土相互作用
1 用MIDAS模拟桩-土相互作用（“m法”确定土弹簧刚度）北京迈达斯技术有限公司2009年05月1、引言60～70年代，美国学者J.penzien等在解决泥沼地上大桥动力分析时提出了集中质量法，目前已在国内外得到了广泛的应用。
集中质量法将桥梁上部结构多质点体系和桩一土体系的质量联合作为一个整体，来建立整体耦联的地震振动微分方程组进行求解。
该模型假定桩侧土是Winkler连续介质。
以半空间的Mindlin静力基本解为基础，将桩-土体系的质量按一定的厚度简化并集中为一系列质点，离散成一理想化的参数系统。
并用弹簧和阻尼器模拟土介质的动力性质，形成一个包括地下部分的多质点体系。
土弹簧刚度的确定，除考虑使用较为精确的有限元或边界元方法外，较为简便的方法是采用Penzien模型中提供的土弹簧计算方法或参照现行规范中土弹簧的计算方法。
我国公路桥涵地基与基础设计规范(JTG D63-2007)用的“m法”计算方法和参数选取方面比Penzien 的方法要简单和方便，且为国内广大工程师所熟.“m法”的基本原理是将桩作为弹性地基梁，按Winkler假定（梁身任一点的土抗力和该点的位移成正比）求解。
但是，由于桩-土相2 互作用的实验数据不足，土的物性取值有时亦缺乏合理性，在确定土弹簧的刚度时，仍有不少问题未能很好解决。
特别是，“m法”中m的取值对弹簧刚度的计算结果影响很大，且不能反映地震波的频率特性和强度带来的影响。
本次介绍的土弹簧的模拟是采用规范中的“m法”确定土的地基系数C（m的取值根据土的物性而定）,再由其算出土弹簧的水平刚度。
2、采用“m”法，确定土弹簧刚度桩在横轴向荷载作用下桩身的内力和位移计算，国内外学者提出了许多方法。
目前较为普遍的是桩侧土采用文克尔假定，通过求解挠曲微分方程，再结合力的平衡条件，求出桩各部位的内力和位移，该方法称为弹性地基梁法。
以文克尔假定为基础的弹性地基梁法从土力学观点看是不够严密的，但其基本概念明3确，方法简单，所得结果一般较安全，在国内外工程界得到广泛应用。
MIDAS_Civil在钢管桩支架设计中的应用
由表 1 可知 , 贝雷 梁内 力满 足设 计及 规范 要求。 4 支架的变形计算 支架变形量见表 3。
表3
位移 竖向 横桥向 顺桥向 工况一 6. 1 19. 8 3. 8
支架变形量
工况二 18. 2 16. 6 5. 1
mm
工况三 17. 5 16. 0 4. 6
1 470. 0 1 410. 0 95. 5 89. 1 220. 0 398. 0 118. 0 161. 2 387. 8 115. 0
基于现代的控制理论及由此产生的设计方法和理论都是从受控对象的精确数学模型出发的在鄂东长江大桥南滩桥施工中利用midascivil结构分析软件通过合理地选取单元类型优化地处理边界条件准确地模拟荷载分布成功地对南滩桥支架系统进行了仿真分析其设计体现了安全性稳定性经济性适用性等要素
2010 年 7 月
交 通 科 技 T r anspor tation Science & T echno log y
图1
边跨箱梁横断面示意图 ( 单 位 : cm)
2 计算模型建立及仿真计算结果 在整个支架体系计算过程中 , 选取两跨作为 计算模型, 采用 M IDAS/ Civ iL 建立有限元模型, 见图 2。
图 2 1/ 2 计算模型
模型中包 括钢 立 柱、 横 向平 联、 纵 向平 联、 斜撑、 主横梁、 贝雷梁 和分配梁 等构件。在采取 MIDAS/ CiviL 建立有限元模型过程中 , 以上构件 单元类型均采用梁单元。 构件受力情况计算结果见表 1~ 2。
2010 年 7 月 表1
排架 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 轴力 / kN 917. 2 2 542 2 672 2 868 2 240 2 529 2 524 2 524 2 616 2 950 1 892
midas civil进行桩土模拟
midas/civil进行桩土模拟近期好多人询问如何采用midas/civil进行桩土模拟，个人搜集并总结了一些东西与大家共享，可能不全面，如果大家有什么好意见、建议或者想法也可以跟贴：一般来说承台位置桩基的模拟有以下几种方法。
1. 不模拟桩时:a. 将承台上桩位置视为固定（一般用于扩大基础、沉井基础、锚定等）。
方法：一般支撑全部固结b. 将承台上桩位置视为弹性支承(最普遍的做法)方法：墩底作用六个方向的弹簧等代群桩的作用，这六个弹簧刚度是竖向刚度、顺桥向刚度、横桥向刚度的抗推刚度、绕竖轴的抗扭刚度和绕两个水平轴的抗弯刚度，它们的计算方法与静力法相同，只是考虑到在瞬间荷载作用下的抗力比持续荷载作用的大，一般取2. 模拟桩时a. 端承桩，不考虑桩土共同作用，将桩下端固结。
方法：在桩底全部固结b. 端承桩，考虑土对桩的侧向约束，将桩下端固结，桩身隔一段间距布置侧向约束仅受压弹性支承。
c. 摩擦桩，考虑土对桩的侧向和竖向约束，桩身隔一段间距布置两个方向的仅受压弹性支承。
方法：用三维梁单元模拟实际的桩基础，用土弹簧单元模拟桩周围土抗力的影响，地震波从桩端或者土弹簧输入。
土弹簧模拟：选择模型〉边界条件〉面弹性支撑，支撑类型选择节点弹性支撑，单元类型选择梁单元，然后在下面输入三个方向土的基床系数即可，或者三个方向取同样的刚度也可以，基床系数在地质勘探报告或土力学书上查。
单独模拟桩基是可行的，有相关书籍介绍，可把桩基上部视为铰接、抗固、弹性支承等几种方式。
问题：1、要求加上桩土共同作用。
在midas 中，用梁单元建桩，然后用弹性支撑模拟桩土共同作用（水平方向），用的是m 法。
竖向就在桩端固结了（是嵌岩桩）。
承台用板元建，将群桩桩顶与承台共同作用（共用节点）。
再往上就是桥墩，用梁单元。
“对桩土联合更加重要的应该是桩底竖向摩阻”。
桩底竖向摩阻是如何考虑的？是用弹簧单元吗？做水平方向的时候用m 法，由m 值可以方便的得到弹簧的劲度系数。
midas建桩模(非常典型)
名称：单桩桩身内力及轴向承载力计算基本资料：（交通出版社《混凝土简支梁（板）桥》）D=1.2m,E=2.6e7KPa 。
L=22.8m，m=5000Kn/m4,20号混凝土桩顶内力N0=1483.68KN,H0=47.01KN,M0=300.04KNm步骤：1，理论计算：计算宽度b=1.98。
按高度1m射一个横向弹簧。
H=1m弹簧系数计算：对任意一层土：地基系数C=m*h 这里h为当前土到地表的距离。
C上和C下为当前土层上下表面地基系数弹簧系数=b*(C上+C下)/2*hi，hi为当前土层厚度。
模型按每0.5m一个单元，弹簧则每1m一个。
计算后的弹簧系数：(弹簧系数计算表在后面)2、桩身内力：22.8m，每0.5m一个单元，总共46个单元，47个节点。
先在excel中计算坐标。
结构类型：x-z平面材料：20号混凝土截面：D=1.2圆形截面。
首先建立材料和截面由于是普通混凝土结构，所以要折减0.67建立模型：46个单元，注意旋转90度这个建立单元的方法实际上比较麻烦,这里只是演示下方法然后全选—》查询-》节点详细表格把excel中计算的节点坐标copy进去底部节点z方向位移约束选择所有偶数号的节点。
加节点弹性支撑全选—》查询-》节点详细表格节点弹性支撑，然后把excel里的弹簧系数copy进去，注意单位要正确加荷载加自重注意应放在不同的工况中计算！桩身弯矩图：最大弯矩发生在z=3m左右，my=357。
书中查表计算z=2.26 my=359.75 弹簧系数计算表:3、轴向承载力计算：理论计算：关键是摩阻力的模拟U:周长3.93mT：桩侧摩阻力=40kPahi:土层厚度=1mPr:桩尖土极限承载力=312kN假设极限位移0.006m桩尖土弹簧系数：k=Pr/0.006=52000每米土层桩侧摩阻力：P=U/2*1*40=78.6桩侧土弹簧系数：k=P/0.006=13100但是现在要用塑性杆模拟，杆件截面A=0.1m2 L=0.1所以弹性模量E=k=13100 塑性屈服应力=P/A=786kN/m2截面则用数值定义为A=0.1即可材料：4 开始建立模型：选择所有偶数号的节点: 节点复制选取新建节点，单元扩展：然后约束所有杆件的j节点选取新建节点桩尖弹簧设定：选取桩尖节点,先删除此处的z方向约束.然后加节点弹簧最后不要忘了把弹簧单元和相应的桩单元刚性连接这是节点编号的规律在excel中：把选中的数据copy到notepad，然后打开mct命令窗口，输入：*rigidlink 然后copy按运行5、设定非线性分析选项zz为自重工况，默认只有一个工况，这个目的是建立初始迭代状态，不是必须的。
Midas如何模拟双薄壁墩-承台-桩基础体系
Midas如何模拟双薄壁墩-承台-桩基础体
系
很多五孔已连续刚构桥采用双薄壁墩结构，如图10a所示。
其墩
梁连接的模拟已在“说桥17”中讨论，此处讨论桥墩与承台及桩基础
组成的评价体系如何模拟（图10a中圆圈内的部位）。
图10双薄壁墩-承台-桩基础的模拟
对于这种连接的模拟可以采用引入多种方法。
例如，可以按照图
10b所示方法或进行模拟。
因为承台的多半受力特征为受弯和受剪，因此图中承台单元为水平放置的梁单元。
单元和桩单元可以采用带刚臂
单元与承台节点连接，也可以不用带刚臂类别，而采用主从节点与承
台节点相连。
对于实践经验的弹性支承作用，则可近似采用竖向及水
平制动器支承于桩单元节点上（图中未画出）。
如果想简化计算，也可以如图10c所示那样，把所有桩基础及所
受约束简化为一个弹簧支承，该弹簧具有水平、竖向及转动约束。
这
样做还有一个好处，即当需要次算出基础不均匀沉降引起的次内力时，能够通过一个支承使同一基础上的双壁墩的两个壁（即两个墩柱）同
时沉降，比较符合实际异常情况。
而若采用图10b的模型，则各根桩
都有独立的限制，因此男团很难进行尤为不利的基础不均匀沉降组合。
如果把承台取消，反之亦然在两个控管墩柱底各设置一个约束，当软
件不能自动把这种危急情况识别为一个基础时，也会使两个墩柱分别
沉降，从而引起巨大的次内力，这是不符合实际异常情况的。
基于MIDAS／GTS三维边坡中抗滑桩桩位的优化分析
基于MIDAS／GTS三维边坡中抗滑桩桩位的优化分析抗滑桩是一种常见的坡体防护结构，通过在边坡中插入桩体来提高坡体的稳定性和抗滑能力。
在MIDAS/GTS软件中进行三维边坡抗滑桩桩位的优化分析，可以得到较为准确的桩位参数，进而实现边坡的稳定性分析和设计。
本文将围绕MIDAS/GTS软件进行三维边坡抗滑桩桩位的优化分析进行详细介绍。
首先，需要明确三维边坡抗滑桩的优化目标。
边坡的稳定性是最主要的考虑因素，因此，桩位的确定应该以提高坡体的稳定性为目标。
具体来说，优化桩位的目标可以包括以下几个方面：降低坡体的滑动和翻转风险、减小土体的位移和应力集中、提高土体与桩体之间的相互作用。
其次，在MIDAS/GTS软件中进行三维边坡抗滑桩桩位的优化分析，需要进行以下几个步骤：1.建立边坡模型：根据实际情况，建立三维边坡模型。
在软件中选择合适的边坡坡度、土体参数和边界条件等。
2.插入桩体：在边坡模型中插入抗滑桩。
根据实际情况，确定桩体的大小、间距和深度等参数。
可以使用软件的自动生成桩体功能，或者手动插入桩体。
3.设置荷载：根据实际情况，为边坡模型设置荷载。
考虑到边坡的常见荷载包括土体自重、附加荷载和水力荷载等。
4.进行稳定性分析：利用MIDAS/GTS软件进行边坡稳定性分析。
根据边坡模型和荷载设置，进行静力分析或动力分析，得到边坡在不同情况下的稳定系数。
5.优化桩位：根据边坡的稳定系数，调整桩位参数。
可以通过调整桩体的大小、间距和深度等参数，再次进行稳定性分析，直到得到较优的桩位参数。
最后，根据优化结果，选定最合适的桩位并进行边坡设计。
在设计过程中，还需要考虑桩体的施工方法、材料选择和桩头预埋深度等因素。
综上所述，基于MIDAS/GTS软件进行三维边坡抗滑桩桩位的优化分析，是一种较为准确和有效的方法。
通过合理地确定桩位参数，可以提高边坡的稳定性和抗滑能力，进而保障工程的安全性和可靠性。
midas建模
midas建模建立新项目并命名及保存定义单位体系订制相应工具条本模型处于整体坐标系的x-z平面，即x方向为杆系长度方向，z 方向为竖直方向。
定义材料和截面在‘材料’工具栏添加材料包括规范类型和数据库。
在‘截面’工具栏中选择适合的截面类型。
输入节点和单元在X-Z坐标面内定义原点（建立节点（0,0,0）单选节点1，等间距的复制和移动节点建立单元（在单元工具栏新建输入边界条件参考地质资料对桥梁的边界条件进行模拟和定义输入荷载查看结果1.建立一个模型的第一步就是要建立符合你需要的单位体系，一般用KN，M，可以在软件右下角直接进行设置，如下图：也可以在工具→単位系中进行设置，如下图：2.定义材料和截面定义材料→特性→材料特性值→材料，截面，因为是铁路桥，所以我们材料规范选择TB05（RC）—《TB10002.3-2005铁路桥涵钢筋混凝土和预应力混凝土结构设计规范》截面输入时应设置相应单位。
（在首先建立模型的时候，可以直接应用MIDAS给定的规范数据库中的材料来定义，但是在实际的工程中，要根据实际的情况来设置一些参数，如泊松比、弹性模量、线膨胀系数等。
这个时候要用自定义材料参数来定义。
）截面定义：截面定义有许多种方法，可以采用调用数据库中截面（标准型钢）、用户定义、采用直接输入截面特性值的数值形式、导入其他模型中已有截面。
参考图纸，对于有收坡比的桥墩，可以采用将变截面转化为变截面组来实现。
变截面的添加：进入添加截面界面，变截面，对应单元导入i端和j端；并命名(注：各个截面的截面号不能相同)。
变截面组就是变截面赋予单元，进入模型窗口，将做好的变截面拖给对应的单元即可。
变截面设定：特性→截面特性值→添加→变截面→输入i.j截面数据变截面组设定：单元→变截面组→在单元列表中选中需要赋予变截面特性的单元，输入组名称（随便输入就好，只要自己好记，并不和其他变截面组名称重复就行）3.建立节点：首先要明白节点是有限元模型最基本的单位，节点不代表任何的实际桥梁结构只是用来确定构件的位置。
MIDAS-CIVIL钢板桩方案计算
125.3
2
97.7
工况二
153.6
24
75.5
95.4
工况三
179.0
28
65.9
56.1
246.9
工况四
196.9
16
68.6
40.3
200.5
321.7
工况五
49.3
15
工况六
194.6
19.2
91.4
140.7
186.6
668.8
8
4.1.5 圈梁及内支撑计算
内支撑反力统计表
表 5：内支撑反力参数表
安装内支撑，在 MIDAS 中采用施工阶段模拟计算，后一个阶段考虑前一个阶段变
形对钢板桩及内支撑的受力影响。
①、流水压力计算
水流方向与桥轴线斜角 62°，V=1.5m/s,则：
Vmax 有效=Vsin62°=1.5×0.883=1.325m/s
P = KH γ V 2 = 1.5 × 13.6 × 10 × 1.3252 = 18.3 KN/m
图 3 坑底抗承压水示意
K y = pcz / pwy pcz —基坑开挖面以下至承压水层顶板间覆盖土层的自重压力(KN/m2) pwy —承压水层的水头压力(KN/m2) K y —抗承压水的稳定安全性系数，取 1.05
承压水层的水头压力计算时，不透水层的水压按 0.7 倍折减，因此： pwy ＝10×(1.5+16.3)+10×7.4×0.7=229.8kN/m2
图 5 第三道内支撑模型平面
10
圈梁组合应力
圈梁剪应力
钢管轴力
钢管组合应力
由以上计算结果可知，第三道圈梁 2HW588×300 型钢最大组合应力为
midasGTSNX模拟桩基施工对邻近结构的安全效应影响冯建文
midas GTS NX模拟桩基施工对邻近结构的安全效应影响冯建文发布时间：2023-05-08T10:50:11.662Z 来源：《工程建设标准化》2023年5期作者：冯建文[导读] midas GTS NX是一款针对岩土领域研发的通用有限元分析软件，支持线性/非线性静力分析、渗流分析、应力-渗流耦合分析、固结分析、施工阶段分析、边坡稳定分析、动力分析等多种分析类型中交远洲交通科技集团有限公司深圳第二分公司广东深圳 518000摘要：midas GTS NX是一款针对岩土领域研发的通用有限元分析软件，支持线性/非线性静力分析、渗流分析、应力-渗流耦合分析、固结分析、施工阶段分析、边坡稳定分析、动力分析等多种分析类型，适用于地铁、隧道、边坡、基坑、桩基、水工、矿山等各种实际岩土体工程的准确建模与分析，并提供了多种专业的建模助手和数据库。
关键词：midas GTS NX；有限元；桩基施工；应力；位移引言与同类软件相比，midas GTS NX 除了具有强大的前后处理及求解功能外，还可方便地进行回填、开挖及支护结构施作等岩土工程施工阶段分析。
故本文借助岩土工程专用有限元软件midas GTS NX开展码头桥桩基工程施工全过程的数值模拟，分析桩基施工过程中结构的位移、地表土体的沉降变形，同时探索对邻近深圳外环高速高架桥梁结构产生的环境效应及安全性影响。
1.码头桥下穿外环高速高架桥桥底有限元模型1.1本构模型选择根据广东省标准《建筑基坑工程技术规程》（DBJ/T 15-20-2016）20.3.9 条的有关规定：采用有限元法计算，应根据地层岩性合理选用本构模型，综合原位试验资料和本地工程经验选取模型参数，并宜采用增量算法模拟施工过程。
根据《基坑工程手册（第二版）》关于基坑周围环境影响性评估的建议：在选择土体本构模型时，尤其针对于粘性土体，本构模型宜采用能够考虑土体的塑性和应变硬化特征、能区分加载及卸荷且刚度依赖于应力水平的硬化类弹塑性本构模型。
基于MIDAS深基坑桩锚支护数值模拟分析
度 ２. １０ ｍꎻ②含砾粉质黏土ꎬ厚度 ０. ５０ ~ １. ７０ ｍꎻ③粉质黏
土ꎬ厚度 １. ３０ ~ ３. ７０ ｍꎻ④黏土ꎬ厚度 １. ４０ ~ ４. ５０ ｍꎻ⑤强风
化泥灰岩ꎬ厚度 ０. ８０ ~ １２. ３０ ｍꎻ⑥中强化泥灰岩ꎬ厚度 １１. １０
~ ３５. ００ ｍꎮ
１. ３ 基坑支护方案
收稿日期:２０１８ － ０７ － ０９ 作者简介:王超(１９９３ － ) ꎬ男ꎬ江苏扬州人ꎬ硕士研究生ꎬ主要研究方 向:岩土工程ꎮ
������６８������
度ꎬ顶部节点不做处理ꎮ 二维有限元模型如图 ２ 所示ꎮ
图 １ 支护结构示意图
图 ２ 二维有限元模型
基坑分 ７ 步开挖支护:①工况 １:进行钻孔灌注桩施工ꎻ ②工况 ２:自然地坪开挖 ４. ５ ｍ 进行第一层锚杆 ( － ４. ０ ｍ 处)的施工ꎻ③工况 ３:开挖深度为 ２. ２ ｍ( 开挖至地下 － ６. ７ ｍ 处)进行第二层锚杆( － ６. ２ ｍ 处) 的施工ꎻ④工况 ４:开挖 深度为 ２. ４ ｍ( 开挖至地下 － ９. １ ｍ 处) 进行第三层锚杆( － ８. ６ ｍ 处)的施工ꎻ⑤工况 ５:开挖深度为 ２. ６ ｍ( 开挖至地下 － １１. ７ ｍ 处) 进行第四层锚杆( － １１. ２ ｍ 处) 的施工ꎻ⑥工况 ６:开挖深度为 ２. ６ ｍ( 开挖至地下 － １４. ３ ｍ 处) 进行第五层 锚杆( － １３. ８ ｍ 处) 的施工ꎻ⑦工况 ７:开挖深度为 １. ４ ｍ( 开 挖至地下 － １５. ７ ｍ 处) ꎮ
市北京路与天马路交叉口东南侧ꎮ 该建设项目含 ４ 栋 １７ 层
建筑和 ４ 层裙楼ꎬ整个场地设有 ３ 层地下室ꎬ高层建筑为框
剪结构ꎬ裙楼建筑为框架结构ꎬ基坑开挖深度为 １５. ７ ｍꎬ基坑
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名称：单桩桩身内力及轴向承载力计算
基本资料：（交通出版社《混凝土简支梁（板）桥》）D=1.2m,E=2.6e7KPa。
L=22.8m，m=5000Kn/m4,20号混凝土桩顶内力N0=1483.68KN,H0=47.01KN,M0=300.04KNm
步骤：
1，理论计算：
计算宽度b=1.98。
按高度1m射一个横向弹簧。
H=1m
弹簧系数计算：
对任意一层土：地基系数C=m*h这里h为当前土到地表的距离。
C上和C下为当前土层上下表面地基系数
弹簧系数=b*(C上+C下)/2*hi hi为当前土层厚度。
模型按每0.5m一个单元，弹簧则每1m一个。
计算后的弹簧系数：
(弹簧系数计算表在后面)
2、桩身内力：
22.8m，每0.5m一个单元，总共46个单元，47个节点。
先在excel中计算坐标。
结构类型：x-z平面
材料：20号混凝土
截面：D=1.2圆形截面。
首先建立材料和截面
由于是普通混凝土结构，所以要折件0.67
建立模型：46个单元，注意旋转90度
这个建立单元的方法实际上比较麻烦,这里只是演示下方法
然后全选—》查询-》节点详细表格把excel中计算的节点坐标copy进去
底部节点z方向位移约束
选择所有偶数号的节点。
加节点弹性支撑
全选—》查询-》节点详细表格
节点弹性支撑，然后把excel里的弹簧系数copy进去，注意单位要正确
加荷载
加自重
注意应放在不同的工况中计算！
桩身弯矩图：
最大弯矩发生在z=3m左右，my=357。
书中查表计算z=2.26my=359.75弹簧系数计算表:
3、轴向承载力计算：
理论计算：关键是摩阻力的模拟
U:周长3.93m
T：桩侧摩阻力=40kPa
hi:土层厚度=1m
Pr:桩尖土极限承载力=312kN
假设极限位移0.006m
桩尖土弹簧系数：k=Pr/0.006=52000
每米土层桩侧摩阻力：P=U/2*1*40=78.6
桩侧土弹簧系数：k=P/0.006=13100
但是现在要用塑性杆模拟，杆件截面A=0.1m2L=0.1所以弹性模量E=k=13100塑性屈服应力=P/A=786kN/m2
截面则用数值定义为A=0.1即可材料：
4开始建立模型：
选择所有偶数号的节点:节点复制
选取新建节点，单元扩展：
然后约束所有杆件的j节点选取新建节点
桩尖弹簧设定：
选取桩尖节点,先删除此处的z方向约束.然后加节点弹簧
最后不要忘了把弹簧单元和相应的桩单元刚性连接这是节点编号的规律
在excel中：
把选中的数据copy到notepad，然后打开mct命令窗口，输入：*rigidlink然后copy
按运行
5、设定非线性分析选项
zz为自重工况，默认只有一个工况，这个目的是建立初始迭代状态，不是必须的。
工况1就是前面的外力荷载了，分10步加载，点生成默认荷载系数
然后就开始运行！
反力
注意到桩侧土<78.6桩尖<312所以满足承载力的要求
修改N力=3000
明显桩侧土都达到了极限，桩尖》312，所以不满足！
结论：如果想详细模拟轴向力与位移的变化，用塑性材料是必须的，才能比较正确模拟出桩受力到破坏的全过程位移，而且比本例子更进一步，桩尖弹簧最好也模拟为塑性杆尖（带强化）。
但是，不超过极限的情况下，桩侧摩阻力变化不大，如果只想判断是否满足承载极限，那么实际上无须使用太多的桩侧弹簧，而且也不必设定为塑性材料。
从而大大节省计算时间，结果也能满足设计需要。
本例子中的桩身内力计算结果是比较准确的，完全可以代替麻烦的查表计算，而且计算过程还是比较快速的，对于多排桩，群桩内力计算，更是方便快速，避免了手算的人为的错误。
在6孔20的弯梁桥计算中介绍了利用EXCEL,能不能具体介绍一下是怎么把EXCEL中的数据弄到midas中的?
如果你看了我前面的文章的话就知道了：选择节点后，用“”节点详细信息“打开表格方式，然后copyExcel中的数据粘贴到midas。